武漢城市圈生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展程度評(píng)價(jià)

熊宏濤，郭 楓，王 榮，蔡明祥，朱愛琴＊

（1.華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，武漢 430079；2.武漢市第二職業(yè)教育中心學(xué)校，武漢 430060）

近年來(lái)，環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一.目前國(guó)內(nèi)學(xué)者經(jīng)過(guò)大量探索，在定量評(píng)估模型與評(píng)估方法上做出了豐富的研究成果，評(píng)估模型與方法日益多樣化.采用的主要方法有：綜合發(fā)展指數(shù)法、層次分析法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、灰色系統(tǒng)模型、生態(tài)足跡法等［1－6］.通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過(guò)程和功能，可以直接或間接得到人類生活必須的生態(tài)產(chǎn)品和保證人類生活質(zhì)量的生態(tài)功能.生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類的貢獻(xiàn)可以用經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái)評(píng)估.通過(guò)貨幣化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能和效益，可以給出這種服務(wù)在經(jīng)濟(jì)上的價(jià)格標(biāo)簽，這就是生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值（簡(jiǎn)稱為生態(tài)服務(wù)價(jià)值E－cosystem Services Values EVS），即人類從生態(tài)系統(tǒng)功能中直接或間接獲取的利益的貨幣價(jià)值化［7］.

1 研究區(qū)概況

據(jù)武漢市統(tǒng)計(jì)局資料，武漢城市圈2008年末國(guó)土面積5 805 190hm2，大部屬江漢平原，東北是大別山，東南是鄂東丘陵，典型亞熱帶季風(fēng)氣候和常綠闊葉植被，光熱水資源配合好.區(qū)域旱澇災(zāi)害頻繁，水土流失嚴(yán)重.常住人口3 001.30萬(wàn)人，人口密度大，環(huán)境污染嚴(yán)重，人地矛盾日趨尖銳.城市圈全年生產(chǎn)總值6 972.11億元，國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持了快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，社會(huì)事業(yè)全面發(fā)展，生態(tài)環(huán)境保護(hù)壓力也越來(lái)越大.

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本研究采用1995年、2000年和2005年武漢城市圈Landsat5TM影像.對(duì)區(qū)域影像進(jìn)行幾何校正，拼接等預(yù)處理，再利用武漢城市圈的矢量邊界進(jìn)行裁剪，得到武漢城市圈3個(gè)年份的TM影像.采用非監(jiān)督分類的方法，將影像分為農(nóng)田、林地、草地、水體、居民地、未利用地6大類.最后對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì).根據(jù)《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》直接獲取武漢城市圈各縣市1995年、2000年和2005年的GDP、國(guó)土面積和人口數(shù)量數(shù)據(jù).利用ARCGIS9.3軟件，從國(guó)家基礎(chǔ)地理系統(tǒng)1∶400萬(wàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取武漢城市圈各縣市的矢量圖，在Table中導(dǎo)入各縣市的的GDP、國(guó)土面積和人口數(shù)據(jù)，計(jì)算單位面積GDP，單位面積人口數(shù)量.

3 研究方法

3.1 生態(tài)服務(wù)價(jià)值ESV的計(jì)算

根據(jù)謝高地等在Costanza評(píng)價(jià)模型上制定的我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表［8－10］，并根據(jù)武漢城市圈的具體情況對(duì)單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)食物生產(chǎn)服務(wù)功能價(jià)值來(lái)修正.根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，1995年～2005年底的平均糧食產(chǎn)量為4 419.22kg／hm2.以2005年糧食平均價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)1.4元／kg計(jì)算，同時(shí)考慮到?jīng)]有人力投入的自然生態(tài)系統(tǒng)提高的生態(tài)服務(wù)價(jià)值是現(xiàn)有單位農(nóng)田提供生態(tài)服務(wù)價(jià)值的1／7，得出武漢城市圈單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)食物生產(chǎn)服務(wù)功能價(jià)值.根據(jù)各類生態(tài)系統(tǒng)面積和生態(tài)服務(wù)功能的單價(jià)，區(qū)域總的生態(tài)服務(wù)價(jià)值為：

其中，ESVt為生態(tài)服務(wù)總價(jià)值；Aj為各類生態(tài)系統(tǒng)的面積；Pij為j種生態(tài)系統(tǒng)i種生態(tài)服務(wù)功能的單價(jià).

3.2 生態(tài)經(jīng)濟(jì)總協(xié)調(diào)度的計(jì)算

3.2.1 協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)函數(shù) 環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展是指在區(qū)域發(fā)展過(guò)程中環(huán)境子系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)各自內(nèi)部要素間相互配合，并且兩個(gè)子系統(tǒng)間保持互惠共生的關(guān)系，二者相互促進(jìn)、共同發(fā)展，從而使區(qū)域整體利益不斷提高的發(fā)展?fàn)顟B(tài).協(xié)調(diào)度是用來(lái)度量系統(tǒng)之間或要素間協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的定量指標(biāo).根據(jù)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展及其內(nèi)涵的分析，本文構(gòu)建了環(huán)境經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度指數(shù)（CDEE）.CDEE是指研究期內(nèi)單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化率（ESVr）與單位面積GDP變化率（GDPr）之比［11］.

式中，ESVi、ESVj分別為研究區(qū)某時(shí)期始、末年份單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（104元·hm－2）；GDPi、GDPj分別為研究區(qū)某時(shí)期始、末年份的單位面積GDP（104元·hm－2）.

3.2.2 協(xié)調(diào)類型劃分 生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展程度的劃分目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn).根據(jù)已有的研究成果，本研究劃分為以下4種協(xié)調(diào)類型［12］：（1）CDEE≥1表示研究期內(nèi)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的增長(zhǎng)速度高于或與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度相當(dāng).表明區(qū)域生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)性很好或者經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，通過(guò)人為的努力生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能得到恢復(fù).（2）0≤CDEE＜1表示研究期內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增長(zhǎng)速度低于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在增加，細(xì)分為2類：當(dāng)0.5≤CDEE＜1時(shí)，為中度協(xié)調(diào)；當(dāng)0≤CDEE＜0.5時(shí)，為低度協(xié)調(diào).（3）－1≤CDEE＜0表示研究期內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的增加為負(fù)，區(qū)域環(huán)境經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于不協(xié)調(diào)狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生沖突，細(xì)分為2類：－0.5≤CDEE＜0時(shí)，為低度沖突；－1≤CDEE＜－0.5時(shí)，為中度沖突.（4）CDEE＜－1表示研究期內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值顯著降低，生態(tài)環(huán)境惡化，環(huán)境經(jīng)濟(jì)發(fā)展為不協(xié)調(diào).

3.2.3 生態(tài)與三產(chǎn)協(xié)調(diào)程度計(jì)算 為了更進(jìn)一步確定生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中三種產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)程度［13］，需計(jì)算三產(chǎn)與生態(tài)的協(xié)調(diào)度 CDEEn（n＝1，2，3，分別代表第一，二，三產(chǎn)業(yè)）.

根據(jù)公式，

式中，GDPnr表示研究區(qū)某時(shí)期的三產(chǎn)單位面積變化率；GDPni、GDPnj分別為研究區(qū)某時(shí)期始、末年份的三產(chǎn)單位面積GDP（104元·hm－2）.

4 結(jié)果分析

4.1 生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)

根據(jù)各類生態(tài)系統(tǒng)面積和生態(tài)服務(wù)功能的單價(jià)，計(jì)算區(qū)域總的生態(tài)服務(wù)價(jià)值.再依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算武漢城市圈單位面積GDP變化情況，最后得到武漢城市圈各縣市生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度，導(dǎo)入ARCGIS各縣市的矢量圖Table中，制成城市圈各縣市生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度圖（圖1～3）.由圖可知，1995年～2000年，武漢城市圈31個(gè)縣市中有19個(gè)屬于低度協(xié)調(diào)，11個(gè)屬低度沖突，只有浠水縣是中度沖突.總體來(lái)說(shuō)，生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度較好，無(wú)嚴(yán)重沖突地區(qū).生態(tài)協(xié)調(diào)度較低的地區(qū)主要是中部經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的武漢市、黃石市區(qū)、省轄天門市、仙桃市、潛江市、以及陽(yáng)新縣、嘉魚縣、云夢(mèng)縣.而城市圈的北部、東部、南部大部分地區(qū)處于低度協(xié)調(diào)狀態(tài).從2000年～2005年，武漢城市圈整體生態(tài)協(xié)調(diào)度變化較大，嚴(yán)重沖突地區(qū)達(dá)11個(gè)，中度沖突地區(qū)5個(gè)，低度沖突地區(qū)達(dá)20個(gè)，占到整個(gè)地區(qū)的，這說(shuō)明地區(qū)生態(tài)協(xié)調(diào)度水平不斷惡化，不容樂觀.但是也有局部地區(qū)生態(tài)協(xié)調(diào)度有所改善的，如武漢市區(qū)、陽(yáng)新縣屬低度協(xié)調(diào)，新洲區(qū)、天門市、應(yīng)城市、紅安縣、羅田縣更是達(dá)到高度協(xié)調(diào).總觀1995年～2005年，隨著城市化的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人口的增加對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的壓力不斷增加.武漢城市圈生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度總體不高，生態(tài)環(huán)境在進(jìn)一步惡化中，局部有改善，需加強(qiáng)綜合整治.

圖1 武漢城市圈1995年～2000年生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度Fig.1 The coordiantion degree between ecosystem and economy of Wuhan Metropolitan Area during 1995～2000

圖2 武漢城市圈2000年～2005年生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度Fig.2 The coordiantion degree between ecosystem and economy of Wuhan Metropolitan Area during 2000～2005

圖3 武漢城市圈1995年～2005年生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度Fig.3 The coordiantion degree between ecosystem and economy of Wuhan Metropolitan Area during 1995～2005

4.2 三產(chǎn)與生態(tài)協(xié)調(diào)程度分析

根據(jù)生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度類型的劃分，武漢城市圈第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)類型如表1所示.

4.2.1 第一產(chǎn)業(yè)與生態(tài)協(xié)調(diào)度分析 由表可知，1995年～2000年，武漢城市圈各縣市中屬低度沖突達(dá)23個(gè)，少數(shù)縣市屬低度協(xié)調(diào)，主要是黃石市區(qū)、孝感市區(qū)、咸寧市區(qū)、潛江市、以及鄂東山區(qū)的麻城市、英山縣和浠水縣.2000年～2005年，城市圈農(nóng)業(yè)生態(tài)協(xié)調(diào)度出現(xiàn)分化，總體是低度沖突，出現(xiàn)了六個(gè)嚴(yán)重沖突縣市，分布于武漢周邊農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)，也出現(xiàn)了三個(gè)高度協(xié)調(diào)地區(qū)，這說(shuō)明城市圈各地區(qū)在環(huán)境保護(hù)力度上存在差異.

4.2.2 第二產(chǎn)業(yè)與生態(tài)協(xié)調(diào)度分析 1995年～2000年，城市圈各縣市第二產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)等級(jí)處于低度協(xié)調(diào)的達(dá)20個(gè)，其余屬低度沖突，主要包括武漢市、黃石市、鄂州市、潛江市、仙桃市，這些地區(qū)均是湖北省傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)，工業(yè)發(fā)展迅速，故二產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)低度沖突.2000年～2005年，全區(qū)第二產(chǎn)業(yè)整體協(xié)調(diào)度相對(duì)前五年有所提高，特別是武漢市范圍，由負(fù)轉(zhuǎn)正，而黃石市區(qū)、云夢(mèng)縣、安陸市、漢川市、咸寧市區(qū)、黃岡市區(qū)、麻城市、潛江市，則出現(xiàn)嚴(yán)重沖突，說(shuō)明武漢市環(huán)境保護(hù)措施在加強(qiáng)，其它地區(qū)則相對(duì)弱化.

4.2.3 第三產(chǎn)業(yè)生態(tài)協(xié)調(diào)度分析 1995年～2000年，武漢城市圈大部分地區(qū)第三產(chǎn)業(yè)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)度處于低度協(xié)調(diào)和低度沖7突，其中屬低度協(xié)調(diào)達(dá)22個(gè)縣市，低度沖突地區(qū)主要是武漢市、黃石市、鄂州市、仙桃市、天門市.從2000年～2005年武漢市、黃石市第三產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)度得到局部改善，但其它地區(qū)則有惡化的趨勢(shì).但總體來(lái)看，這種現(xiàn)象只出現(xiàn)在局部地區(qū)，整個(gè)區(qū)域則呈惡化的趨勢(shì).

5 結(jié)論

總體來(lái)說(shuō)，從1995年～2000年武漢城市圈生態(tài)協(xié)調(diào)度較好，大多數(shù)地區(qū)處于低度協(xié)調(diào)和低度沖突狀況，分產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，大部分地區(qū)的第一產(chǎn)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度處于低度沖突，第二、三產(chǎn)業(yè)則處于低度協(xié)調(diào)狀況.從2000年～2005年，整個(gè)城市圈生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度出現(xiàn)分化的趨勢(shì)，雖然大部分地區(qū)處于低度沖突和低度協(xié)調(diào)狀況，但是已有局部地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重沖突，分產(chǎn)業(yè)來(lái)看，第一產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)尤為明顯，武漢周邊農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)，農(nóng)業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)度出現(xiàn)惡化趨勢(shì)，第二、三產(chǎn)業(yè)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)度表現(xiàn)為：武漢、黃石等主要工業(yè)區(qū)有所改善，其它地區(qū)則顯現(xiàn)出惡化的趨勢(shì).本研究借鑒了Costanza等人的理論，參考謝高地等學(xué)者的研究成果，對(duì)武漢城市圈生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行量化，用貨幣價(jià)值來(lái)表現(xiàn)生態(tài)變化，再用生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化率，進(jìn)行了比較分析，從而得到武漢城市圈各地區(qū)的生態(tài)協(xié)調(diào)度.上述過(guò)程，理論上具有可行性，結(jié)果反映了總體趨勢(shì)，但仍存在一些不可避免的弊端.

表1 武漢城市圈三產(chǎn)與生態(tài)協(xié)調(diào)度Tab.1 The coordiantion degree between three industries and ecosystem of Wuhan Metropolitan Area

［1］顧康康，劉景雙，陳 昕，等.礦業(yè)城市生態(tài)承載力動(dòng)態(tài)分析［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2008，23（5）：841－848.

［2］陳 濤，徐 瑤.生態(tài)足跡法在貴州喀斯特地區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展定量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.土壤通報(bào)，2006，37（1）：65－67.

［3］張寶安，張雪花，張宏偉.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)－投入產(chǎn)出分析整合方法的區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)性研究［J］.生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2007（10）：50－53.

［4］夏 霆，朱 偉，趙聯(lián)芳.鎮(zhèn)江市社會(huì)經(jīng)濟(jì)－水環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展［J］.水資源保護(hù)，2007，23（4）：52－55.

［5］趙永梅，高寶嘉，楊 坤，等.基于集對(duì)分析法的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展度評(píng)價(jià)［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，24（4）：359－364.

［6］牛文元.可持續(xù)發(fā)展理論的基本認(rèn)知［J］.地理科學(xué)進(jìn)展，2008，27（3）：1－6.

［7］劉 浩，王 青，李秀娟，等.遼寧省生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值分析［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，19（3）：627－633.

［8］Costanza R，d Arge R，de Groot R，et al.The value of the world's ecosystem services and natural capital［J］.Nature，1997，387：253－260.

［9］Turner B LⅡ，D Skole，F(xiàn)ischer G，et al.Land－Use and Land－Cover Change，Implementation Strategy［R ］.IGBP Report No.7.Stockholm and Geneva，1995.

［10］Per B，Sven H.Ecosystem services in urban areas［J］.Ecological Economics.1999，29：293－301.

［11］吳建寨，李 波，張新時(shí).生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化在生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，18（11）：2554－2558.

［12］蘇 飛，張平宇.基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展評(píng)價(jià)——以大慶市為例［J］.地理科學(xué)進(jìn)展2009，28（3）：471－477.

［13］陳曉玲，曾 群.鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展程度評(píng)價(jià)［J］.鄱陽(yáng)湖學(xué)刊，2009（3）∶29－36.